聚苯胺的荧光性质调控及催化特性

论文摘要

近年来,荧光材料在生物成像、生物传感以及光催化方面有着很重要的地位。在共轭聚合物中聚苯胺以独特的电化学和光学性质以及自身的特点（易合成、强稳定性、特殊的掺杂机制）受到了研究者的普遍关注。目前聚苯胺的荧光性质主要用来作发光二极管、超薄、柔韧的显示器、荧光电导传感器以及作为一种新型的荧光探针。绿色化学是未来化学化工发展的主要方向之一,而化学工业的重大变革、技术进步大多都是随着新的催化材料或新的催化技术而产生的,要发展环境友好的绿色化学,就要大力发展绿色催化技术。近年来纳米催化剂已成为绿色催化技术领域中的一个焦点。纳米材料在作为催化剂时具有优异的催化性质,其催化活性和选择性明显高于一般的催化剂。纳米催化剂的未来发展方向是研制具有多功能性质的绿色纳米催化剂。因此众多科学家把目光都集中到纳米催化剂的研究、制备以及应用上。目前已研究出很多金属纳米催化剂且逐步应用于加氢催化、电催化、化学能源、汽车尾气处理和污水处理等方面。因此制备多功能、绿色的纳米催化剂具有重大的理论意义和广泛应用前景。本论文主要从以下几个方面进行聚苯胺荧光性质和多功能纳米催化剂的研究:（1）常规化学氧化法制备聚苯胺,在不同酸的条件下进行氧化回流处理以及不同pH值下的水热处理后,得到了一系列产物。对这些产物进行荧光、红外、电化学等测试。发现经硫酸、硝酸氧化回流处理的聚苯胺具有很强的荧光,而且在使用硫酸氧化回流时我们得到了一种水溶性的、具有pH敏感性质和强荧光性质的聚苯胺。而经过水热处理或者其他酸氧化的聚苯胺荧光性质非常弱,水溶性也非常差。（2）微乳液法合成了纳米聚苯胺颗粒。在微乳液体系中我们采用了极性很强的聚乙二醇作为该体系的乳化剂,提高了纳米聚苯胺的纯度,得到了无乳化剂掺杂的20-30 nm的聚苯胺纳米颗粒。利用了该纳米粒子作为催化剂催化环己烯氧化反应,发现聚苯胺纳米粒子催化环己烯氧化具有很强的催化活性,而且产物的选择性和转化率都很高。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 聚苯胺的结构与性质
• 1.2 聚苯胺的合成方法的研究
• 1.3 聚苯胺的应用
• 1.3.1 作为电极材料
• 1.3.2 防静电和电磁屏蔽材料
• 1.3.3 光电材料
• 1.3.4 聚苯胺在荧光和催化方面的应用
• 1.3.5 聚苯胺在其他方面的应用
• 1.4 纳米聚苯胺的研究及其应用
• 1.5 本课题的研究目的、意义及内容
• 1.5.1 论文选题的目的和意义
• 1.5.2 主要的研究内容
• 第二章 水溶性聚苯胺的荧光性质调控
• 2.1 试剂及仪器
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 聚苯胺的制备
• 2.2.2 硫酸掺杂聚苯胺的制备
• 2.2.3 水热处理聚苯胺的制备
• 2.2.4 测试方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同掺杂态聚苯胺的荧光性质研究
• 2.3.2 pH=7 水溶性聚苯胺的性质研究
• 2.3.3 水热处理聚苯胺的荧光性质
• 2.3.4 水热处理后再处理聚苯胺的电化学性质的研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 纳米聚苯胺的制备合成
• 3.1 试剂及仪器
• 3.1.1 主要试剂
• 3.1.2 主要仪器
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 纳米掺杂态聚苯胺的合成
• 3.2.2 纳米还原态聚苯胺的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 微乳相中各物质加入顺序对纳米聚苯胺的影响
• 3.3.2 油水相加入的比例对纳米聚苯胺的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 纳米聚苯胺催化性质的研究
• 4.1 试剂及仪器
• 4.1.1 主要试剂
• 4.1.2 主要仪器
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 聚苯胺催化剂尺寸大小对反应的影响
• 4.2.2 不同时间下掺杂态纳米聚苯胺的催化效果
• 4.2.3 不同氧化态对聚苯胺催化性能的影响以及反应机理
• 4.2.4 催化剂的机理研究
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 粒径大小对聚苯胺催化性能的影响及反应机理
• 4.3.2 不同反应时间对掺杂态纳米聚苯胺催化效果的影响
• 4.3.3 不同氧化态对聚苯胺催化性能的影响以及反应机理
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 在学期间公开发表论文
• 致谢